Um novo sistema desenvolvido por pesquisadores do MIT pode monitorar o comportamento de todos os dispositivos elétricos dentro de um edifício, enviar, ou fábrica, determinar quais estão em uso a qualquer momento e se algum está mostrando sinais de uma falha iminente. Quando testado em um cortador da Guarda Costeira, o sistema localizou um motor com fiação queimada que poderia ter causado um sério incêndio a bordo.

O novo sensor, cujas leituras podem ser monitoradas em um display gráfico fácil de usar, denominado painel NILM (monitoramento de carga não intrusivo), é descrito na edição de março de Transações IEEE em Informática Industrial , em um artigo do professor de engenharia elétrica do MIT Steven Leeb, recém-formado Andre Aboulian MS '18, e sete outros no MIT, a Guarda Costeira dos EUA, e a Academia Naval dos EUA. Um segundo artigo aparecerá na edição de abril da Tecnologia Marinha , a publicação da Sociedade de Arquitetos e Engenheiros Marinhos.

O sistema usa um sensor que simplesmente é conectado à parte externa de um fio elétrico em um único ponto, sem a necessidade de qualquer corte ou emenda de fios. A partir desse único ponto, pode detectar o fluxo de corrente no fio adjacente, e detectar as "assinaturas" distintas de cada motor, bombear, ou um equipamento no circuito analisando minúsculos, flutuações únicas na tensão e corrente sempre que um dispositivo é ligado ou desligado. O sistema também pode ser usado para monitorar o uso de energia, para identificar possíveis melhorias de eficiência e determinar quando e onde os dispositivos estão em uso ou ociosos.

A tecnologia é especialmente adequada para aplicações relativamente pequenas, continham sistemas elétricos, como os que atendem a um pequeno navio, construção, ou fábrica com um número limitado de dispositivos para monitorar. Em uma série de testes em um cortador da Guarda Costeira com sede em Boston, o sistema forneceu uma demonstração dramática no ano passado.

Cerca de 20 motores e dispositivos estavam sendo rastreados por um único painel, conectado a dois sensores diferentes, no cortador USCGC Spencer. Os sensores, que, neste caso, tinha uma conexão com fio, mostrou que uma quantidade anômala de energia estava sendo consumida por um componente dos principais motores a diesel do navio, chamado de aquecedor de água. Nesse ponto, Leeb disse, os membros da equipe estavam céticos sobre a leitura, mas foram verificá-la mesmo assim. Os aquecedores estão escondidos sob tampas de metal protetoras, mas assim que a tampa foi removida do dispositivo suspeito, fumaça saiu, e corrosão severa e isolamento quebrado foram claramente revelados.

"O navio é complicado, "Leeb diz." É magnificamente executado e mantido, mas ninguém será capaz de detectar tudo. "

Tenente Coronel Nicholas Galanti, oficial de engenharia no cortador, diz que "o aviso prévio do NILM permitiu que Spencer adquirisse e substituísse esses aquecedores durante nosso período de manutenção no porto, e implantar com um sistema de jaqueta de água totalmente capaz de missão. Além disso, O NILM detectou um sério risco de choque e pode ter evitado um incêndio classe Charlie [elétrico] em nossa casa de máquinas. "

O sistema foi projetado para ser fácil de usar com pouco treinamento. O painel do computador apresenta mostradores para cada dispositivo monitorado, com agulhas que ficarão na zona verde quando as coisas estiverem normais, mas balance para a zona amarela ou vermelha quando um problema é detectado.

Detectar anomalias antes que se tornem riscos graves é a principal tarefa do painel, mas Leeb aponta que ele também pode realizar outras funções úteis. Monitorando constantemente quais dispositivos estão sendo usados ​​em que horários, poderia permitir auditorias de energia para encontrar dispositivos que foram ligados desnecessariamente quando ninguém os estava usando, ou detectar motores menos eficientes que estão consumindo mais corrente do que seus equivalentes semelhantes. Também pode ajudar a garantir que os procedimentos adequados de manutenção e inspeção sejam seguidos, mostrando se um dispositivo foi ou não ativado conforme programado para um determinado teste.

"É um banquinho de três pernas, "Leeb diz. O sistema permite" pontuação de energia, rastreamento de atividades, e monitoramento baseado em condições. "Mas é esse último recurso que pode ser crucial, "especialmente para pessoas com sistemas de missão crítica, ", diz ele. Além da Guarda Costeira e da Marinha, ele diz, que inclui empresas como produtores de petróleo ou fabricantes de produtos químicos, que precisam monitorar fábricas e locais de campo que incluem materiais inflamáveis ​​e perigosos e, portanto, exigem amplas margens de segurança em sua operação.

Uma característica importante do sistema que é atraente para aplicações militares e industriais, Leeb disse, é que todos os seus cálculos e análises podem ser feitos localmente, dentro do próprio sistema, e não requer nenhuma conexão com a internet, assim, o sistema pode ser fisicamente e eletronicamente isolado e, portanto, altamente resistente a qualquer violação externa ou roubo de dados.

Embora, para fins de teste, a equipe tenha instalado versões com e sem contato do sistema de monitoramento - ambos os tipos foram instalados em partes diferentes do cortador da Guarda Costeira - os testes mostraram que a versão sem contato provavelmente poderia produzir informações suficientes, tornando o processo de instalação muito mais simples. Embora a anomalia que encontraram naquele cortador viesse da versão com fio, Leeb disse, "se a versão sem contato foi instalada" nessa parte do navio, "veríamos quase a mesma coisa."

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.